環(huán)保型節(jié)水家庭系統(tǒng)

何佳蔓　王亞楠　王康

【摘要】中國是一個水資源嚴(yán)重短缺的國家，節(jié)約水資源已成為當(dāng)今社會的一大主題。如今各行各業(yè)已開展了節(jié)水工作，節(jié)水教育也深入到千家萬戶。本次通過對北方地區(qū)城鎮(zhèn)居民生活用水和年降雨量調(diào)查分析，提出了家庭廚、衛(wèi)用水的二次利用，家庭雨水收集利用的觀點，設(shè)置了環(huán)保型節(jié)水系統(tǒng)。若該系統(tǒng)能夠在居民家庭生活中得到推廣和普及將會起到了很好的節(jié)水效果。

【關(guān)鍵詞】生活用水；雨水收集；凈化；二次利用；節(jié)水

【Abstract】China is a country with a serious shortage of water resources. Saving water resources has become a major theme in today's society. Now all walks of life have carried out water-saving work， water-saving education has also reached tens of thousands of households. Based on the investigation and analysis of daily and seasonal rainfall of urban residents in northern China， this paper put forward the viewpoints of family kitchen and secondary use of sanitation water and collection and utilization of household rainwater and set up an environment-friendly water-saving system. If the system can be popularized and popularized in the family life of the residents will play a very good water-saving effect.

【Key words】Domestic water；Rainwater collection；Purification；Secondary use；Water-saving

1. 研究背景

1.1國家水資源詳情分析。

中國是一個水資源嚴(yán)重短缺的國家，人均水資源占有量排在世界第109位，僅為世界平均水平的1/4。隨著經(jīng)濟的發(fā)展、人口的增加、社會的進(jìn)步、工農(nóng)業(yè)和城市用水量的激增，水資源供需矛盾日益突出。近年來，黨和國家對此高度重視，在全社會大力倡導(dǎo)節(jié)水型社會建設(shè)，以實現(xiàn)水資源的可持續(xù)利用。如今各行各業(yè)已開展了節(jié)水工作，節(jié)水教育也深入到千家萬戶。

1.2家庭廚、衛(wèi)用水調(diào)查分析。

隨著社會的發(fā)展，人們生活水平的提高，居民生活用水量也越來越大。通過對北方地區(qū)城鎮(zhèn)居民生活用水調(diào)查了解到，一個3口人的家庭正常廚用（洗菜、洗碗、洗鍋、淘米等）每天用水量在57L/天左右，衛(wèi)生（衛(wèi)生間洗漱盆刷牙、洗臉）28L/天左右，沖廁78L/天左右，而絕大多數(shù)居民將廚、衛(wèi)用水沒有充分利用起來直接棄掉，白白浪費了寶貴的水資源。如果將廚、衛(wèi)所用過的廢水經(jīng)過簡單凈化處理后并收集起來還可以進(jìn)行家庭澆花、養(yǎng)魚和沖洗廁所，這樣將起到有效節(jié)約水資源的作用。

1.3雨水收集利用調(diào)查分析。

隨著城市化進(jìn)程的加快，水資源匱乏、生態(tài)環(huán)境惡化等問題的出現(xiàn)，水資源問題已成為我國實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略過程中必須認(rèn)真解決的重大問題。目前，海水淡化雖可解決海濱城市缺水，但是在現(xiàn)有的技術(shù)條件下，因其造價太高而無法推廣?？缌饔蜻h(yuǎn)程調(diào)水是一項耗資巨大的工程，但即使是南水北調(diào)這樣大規(guī)模的調(diào)水工程也只能解決部分城鎮(zhèn)的用水問題，而利用雨水資源是一種最經(jīng)濟、最廣泛、最簡便、最快捷、行之有效的途徑。本設(shè)計對雨水進(jìn)行收集，再將收集的雨水凈化用于擦玻璃，既能節(jié)水也能達(dá)到減輕勞動力的目的。

2. 設(shè)計思路

（1）室內(nèi)節(jié)水設(shè)計思路：由于家庭淘米、洗菜、洗水果、洗鍋碗和洗臉、刷牙等過程中會產(chǎn)生大量的廢水，這些廢水如果直接棄掉，無形中會造成水資源的浪費。若不采取凈化處理直接排入坐便器，廢水中的菜葉、雜質(zhì)等會造成坐便器的堵塞和不衛(wèi)生。為了達(dá)到既節(jié)水，又使用簡捷、方便、干凈衛(wèi)生的效果，將廚、衛(wèi)生活廢水經(jīng)過凈化處理后，排入坐便器，達(dá)到二次利用和節(jié)約用水的目的 。

（2）室外節(jié)水設(shè)計思路：由于城市化進(jìn)程的加快，水資源匱乏、生態(tài)環(huán)境惡化等問題日益凸顯，城市雨水作為水資源利用迅速這世界各地得到發(fā)展。本設(shè)計中包含一種高效房屋雨水收集高效利用系統(tǒng)，可對雨水進(jìn)行收集和利用，達(dá)到節(jié)水的目的。

3. 結(jié)構(gòu)設(shè)計

關(guān)于環(huán)保型節(jié)水家庭節(jié)水的系統(tǒng)，從如下室內(nèi)，室外兩個方面進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計：

3.1室內(nèi)節(jié)水裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計：

（1）室內(nèi)餐廚污水凈化裝置。

將洗菜盆和洗漱盆進(jìn)行改造設(shè)計，或?qū)氖忻嫔腺徺I來的洗菜盆和洗漱盆對其底部進(jìn)行改造，分別增設(shè)一個長15～30cm，寬12～25 cm，高3～5 cm的可拆卸過濾裝置，該裝置是一種環(huán)保型水、油、廢渣自動分離的凈化裝置，該凈化裝置包括凈化水槽、水油分離裝置，水，廢渣分離裝置。本設(shè)計要點在于水槽本體和水槽的進(jìn)水端之間設(shè)有濾網(wǎng)式過濾層，水油分離裝置的主體為水油分離箱，其側(cè)面設(shè)有吸油層和出油口。水，廢渣分離裝置之間設(shè)有抽屜式過濾層。而且在該凈化裝置的底部設(shè)有排污口，排污口設(shè)有閥門。該凈化裝置中間設(shè)有隔板，隔板中置有碳過濾層和化油劑。其結(jié)構(gòu)設(shè)計合理操作簡單，能夠自動實現(xiàn)水油分離，水，廢渣分離（室內(nèi)餐廚污水凈化裝置見圖1）。

（2）家庭洗衣用水的再次利用裝置。endprint

該裝置包括：洗衣機放置臺、污水過濾池、小型壓力水泵、儲水箱。洗衣機用水在排出后，在污水過濾池進(jìn)行過濾后，利用小型水泵將其過濾后的水抽送到墻上的儲水箱，再可根據(jù)需要用儲水箱中的水沖廁（家庭洗衣用水的再次利用裝置見圖2）。

（3）太陽能沖廁水箱智能補水裝置。

本裝置設(shè)計一種太陽能沖廁水箱智能補水裝置，包括太陽能發(fā)電及儲電系統(tǒng)，沖廁水箱本體和補水管，水位智能控管電路。水位智能控管電路包括小型電動水泵，光敏電阻，浮球，微型LED燈，外接交流接觸器KM線圈。沖廁水箱本體需要不透光且內(nèi)置有浮球位置控制桿。利用太陽能發(fā)電為本裝置提供動力來源，在完成為沖廁水箱補充水的同時，達(dá)到節(jié)能的效果（太陽能沖廁水箱智能補水裝置電路圖見圖3、太陽能沖廁水箱智能補水裝置見圖4）。

3.2室外節(jié)水裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計：

本設(shè)計是一種房屋雨水收集高效利用系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括雨水收集槽、過濾裝置、高位儲水箱、電磁閥控制裝置、灑水槽、雨刷器、排水槽。本設(shè)計要點在于雨水收集槽通過水管道與過濾裝置連接，過濾裝置通過相應(yīng)的管道與高位水箱連接，高位水箱再通過水管接到窗臺上方的灑水槽中，窗臺底部設(shè)置雨刷器裝置和排水裝置.我們可以通過相應(yīng)電路控制雨刷器的啟動（類似于汽車雨刷器工作原理）并在排水槽最右端加一開口，使得多余的水可以及時排出（總體設(shè)計圖見圖5）。

4. 結(jié)論

本設(shè)計克服了家庭生活用水的嚴(yán)重浪費，節(jié)約用水只有從每個人做起，從千家萬戶做起，才能對節(jié)水起到積極作用；本設(shè)計巧妙的利用過濾、生物凈化等對生活用水和天然雨水進(jìn)行凈化處理，從而達(dá)到廚、衛(wèi)用水和雨水的二次利用，而且巧妙的利用太陽能等綠色能源，達(dá)到了節(jié)能環(huán)保的目的。

5. 應(yīng)用前景

該節(jié)水系統(tǒng)應(yīng)用于居民家庭中造價合理，設(shè)計簡單，通過對廚、衛(wèi)用水的二次利用以及對雨水的收集利用，一戶人一年最少可節(jié)水51 m3，既可以節(jié)約大量的水資源，也可以減輕居民家庭每月水費的支出。適宜于普及推廣，具有廣闊的發(fā)展前景。

參考文獻(xiàn)

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[3]劉昌明.中國水資源現(xiàn)狀評價和供需發(fā)展趨勢分析[M].北京：中國水利水電出版社，2001.

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